Prozessorkerne

Conroe

Conroe ist ein im 65-nm-Verfahren gefertigter Doppelkernprozessor für den Desktop und war der erste Vertreter der neuen Prozessorgeneration. Er verfügt über 4 MiB L2-Cache. Modelle mit nur 2 MiB L2-Cache (zwei weitere MiB dann deaktiviert) werden ebenfalls verkauft, seit Ende 2006 wird für diese Varianten aber hauptsächlich der Allendale-Kern eingesetzt. Conroe-Prozessoren werden mit Front-Side-Bus-Taktraten von 200 bis 333 MHz betrieben und sind mit Prozessor-Taktraten zwischen 1,86 und 3,00 GHz verfügbar.

• Zweikernprozessor (Dual-Core)
• L1-Cache: je Kern 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
• L2-Cache: 4096 KiB mit Prozessortakt (bei einigen Modellen nicht komplett freigeschaltet)
• Alle Modelle unterstützen: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, EIST, XD-Bit, IVT
• Core-2-Duo-Modelle der E6x50-Serie unterstützen zusätzlich: TXT
• Fertigungstechnik: 65 nm
• Die-Größe: 143 mm² bei 291 Millionen Transistoren
• Modelle: Intel Core 2 Duo E6300 bis E6850

Allendale

Allendale wird wie Conroe im 65-nm-Verfahren gefertigt, verfügt aber nur über 2 MiB L2-Cache. Dank der daraus resultierenden geringeren Die-Fläche ist Allendale günstiger herzustellen als Conroe. Prozessoren mit Allendale-Kern sind erst seit Ende 2006 verfügbar (die seit Mitte 2006 verkauften Modelle E6300 und E6400 basierten zunächst auf dem Conroe), sie wurden dabei parallel zu den Conroe-Prozessoren gefertigt und verkauft. Core-2-Prozessoren mit Allendale-Kern werden mit Front-Side-Bus-Taktraten von 200 oder 266 MHz betrieben und sind mit Prozessor-Taktraten zwischen 1,80 und 2,40 GHz verfügbar. Für höhere Taktraten wählt Intel auch bei Prozessoren mit nur 2 MiB L2-Cache den Conroe.

• Zweikernprozessor (Dual-Core)
• L1-Cache: je Kern 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
• L2-Cache: 2048 KiB mit Prozessortakt (bei einigen Modellen nicht komplett freigeschaltet)
• MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, EIST, XD-Bit
• Core-2-Duo-Modelle der E6xxx-Serie unterstützen zusätzlich: IVT
• Fertigungstechnik: 65 nm
• Die-Größe: 111 mm² bei 167 Millionen Transistoren
• Modelle: Intel Core 2 Duo E4300 bis E4600

Wolfdale

Wolfdale wird in einem 45-nm-Verfahren gefertigt. Im Vergleich zum Conroe wurde die SSE4.1-Befehlserweiterung hinzugefügt und die Architektur optimiert, so dass die Leistung pro Takt (IPC) im Vergleich zum Conroe etwas höher ist. Es gibt zwei Versionen des Wolfdales, die auf verschiedenen Kernen basieren: Wolfdale C0/E0 besitzt einen größeren L2-Cache von 6 MiB, Wolfdale M0/R0 wird nur mit 3 MiB L2-Cache gefertigt und belegt daher rund 25 Prozent weniger Waferfläche.

• Zweikernprozessor (Dual-Core)
• L1-Cache: je Kern 32 + 32 KiB (Daten + Instruktionen)
• L2-Cache: 6144 KiB oder 3072 KiB mit Prozessortakt (bei einigen Modellen nicht komplett freigeschaltet)
• Alle Modelle unterstützen: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, EIST, XD-Bit
• Core-2-Duo-Modelle der E8x00-Serie (außer E8190), der Core 2 Duo E7600 (teilweise auch E7400, E7500), die Pentium E6x00-Serie und Modelle der Pentium E5x00-Serie ab E5500 (teilweise auch E5300, E5400) unterstützten zusätzlich: IVT
• Core-2-Duo-Modelle der E8x00-Serie mit Ausnahme des Core 2 Duo E8190 unterstützten zusätzlich: TXT
• Core-2-Duo-Modelle unterstützen zusätzlich: SSE4.1
• Fertigungstechnik: 45 nm
• Die-Größe: 107 mm² bei 410 Millionen Transistoren (C0, E0) bzw. 82 mm² bei 228 Millionen Transistoren (M0, R0)
• Modelle: Intel Core 2 Duo E7200 bis E8600 und Pentium E5200 bis E6800

Technik

Im Gegensatz zu Intels bisherigen Desktop- und Server-Prozessoren auf Basis der Intel-NetBurst-Mikroarchitektur setzt der Core 2 auf Intels neue, weitestgehend Pentium-M-basierte Core-Mikroarchitektur. Diese unterscheidet sich von der NetBurst-Architektur neben der deutlich geringeren elektrischen Leistungsaufnahme vor allem durch die drastisch verkürzte Pipeline. Dies verringert zwar die mögliche Maximalfrequenz, dafür steigt die Leistung bei gleicher Taktfrequenz, so dass die neuen Prozessoren bei gleicher Taktfrequenz etwa 100 % mehr leisten.
Neben der verkürzten Pipeline sind diese Leistungssteigerungen aber auch auf verschiedene Verbesserungen an den Recheneinheiten des Core 2 zurückzuführen. Die verbesserten und teilweise neu eingeführten Vektoroperationen benötigen nur noch einen Taktzyklus – halb so viel wie bisher – und mittels Macro-OP Fusion kann der Befehlsdecoder aus Addition und Multiplikation eine einzelne MAC-Funktion generieren. Laut Intel soll von letztgenannter Optimierung im Durchschnitt jeder zehnte Befehl profitieren.
Ferner wurden Stromsparfunktionen der Vorgänger Pentium M und Intel Core übernommen. Neben der dynamischen Anpassung von Takt und Betriebsspannung können viele Teile der CPU bei Nichtgebrauch abgeschaltet werden, um Energie zu sparen. In Verbindung mit der allgemein geringeren Leistungsaufnahme der neuen Core-Mikroarchitektur, aber auch den geringeren Taktraten, macht das den Core 2 bei seinem Erscheinen zu einer der energieeffizientesten Prozessorentwicklungen überhaupt.
Mit neuen Steppings, unter anderem M0, wurde der Stromverbrauch im Ruhezustand weiter gesenkt.^[1]
Ende 2007 wurden neue Prozessoren in 45-nm-Fertigung mit einer etwas optimierten Architektur eingeführt. Durch den Shrink auf 45 nm selbst und die Umstellung der Transistorbauweise auf High-k-Dielektrikum (auf Basis einer Hafniumverbindung)/Metal-Gate sind zudem schnellere Transistoren mit kleinerem Leckstrom möglich.

Namensgebung

Die Bezeichnung Intel Core 2 ist unabhängig von der Anzahl der Prozessorkerne eines Prozessors. Die „2“ steht vielmehr für die zweite Generation, in der der Markenname „Core“ genutzt wird (nicht jedoch für die zweite Generation der Core-Mikroarchitektur, da der Intel Core auf einer stark abgewandelten Version der P6-Architektur basiert und daher lediglich einen Vorläufer der neuen Mikroarchitektur darstellt).
Die Variante für den Massenmarkt mit zwei Prozessorkernen (Doppelkernprozessor) wird Core 2 Duo genannt, der Vierkernprozessor wird Core 2 Quad genannt. Die Modelle für den High-End-Markt tragen in der Tradition der Extreme-Edition-Modelle des Pentium 4 und Pentium D den Namen Core 2 Extreme. Daneben existiert für den sehr sparsamen Mobilbereich noch eine Variante mit nur einem Prozessorkern, die als Core 2 Solo vermarktet wird. Alle Prozessoren erhalten eine vierstellige Modellnummer, bei der die erste die Serie klassifiziert und über die restlichen drei Ziffern das genaue Modell angegeben wird. Vor diese Modellnummer wird noch ein Buchstabe gestellt (in seltenen Fällen auch zwei), welcher im mobilen Markt Details über die Leistungsaufnahme angibt. Im Desktop-Markt wird durch die Buchstaben die Art des Prozessors klassifiziert (Zweikern- oder Vierkernprozessor, Extreme-Modelle).

Caratteristiche principali delle varie evoluzioni del Core 2 Duo

Settore Desktop

Conroe

Il primo processore Core 2 Duo, Conroe, è stato presentato il 27 luglio 2006. È destinato al mercato desktop, e rimpiazzerà gradualmente il Pentium 4 e il Pentium D, venendo costruito con un processo produttivo a 65 nm. Intel ha dichiarato che Conroe garantisce un'efficienza del 40% superiore rispetto al Pentium D ad un consumo del 40% inferiore.

Lo stesso argomento in dettaglio: Conroe (microprocessore).

Allendale

Allendale è essenzialmente una versione economica di Conroe con una cache L2 dimezzata. È stato presentato a inizio 2007.

Lo stesso argomento in dettaglio: Allendale (processore).

Wolfdale

Wolfdale è un die shrink di Conroe a 45 nm. Vale a dire una "ri-scalatura" del core Conroe, realizzata con un processo produttivo più sofisticato per diminuire ulteriormente i consumi e poter aumentare così la frequenza di funzionamento, oltre alla dotazione di cache L2 aumentata del 50%. Presentato a gennaio 2008.

Lo stesso argomento in dettaglio: Wolfdale.

Ridgefield

Ridgefield è il successore di Allendale, come Wolfdale è stato per Conroe. Vale a dire che si tratterà di una versione di Allendale costruita 45 nm, oppure un Wolfdale con cache L2 dimezzata. Presentato ad aprile 2008.

Lo stesso argomento in dettaglio: Ridgefield (hardware).

Settore Mobile

Merom

Merom, presentato il 27 luglio 2006, è il primo processore Core 2 Duo destinato al mercato mobile. Merom è il processore che è alla base della nuova piattaforma Centrino Pro Santa Rosa e supporta le istruzioni EM64T. La sua architettura è simile a quella di Conroe, ma garantisce un consumo ancora più basso, secondo Intel il guadagno è del 20% rispetto al predecessore Core Duo.

Diversi settori di mercato

Come detto sopra, nel settore mobile, Core 2 Duo è rappresentato dal core Merom andando a succedere al Core Duo Yonah, prima CPU dual core destinata all'impiego in sistemi portatili presentata a inizio 2006.
Nel settore desktop, invece il processore Core 2 Duo è basato sul core Conroe, una variante di Merom, più potente e non specificatamente ottimizzata per l'economia di esercizio. In questo caso, esso è il successore del Pentium D Presler, anch'esso presentato a inizio 2006. Per differenziare i vari modelli di Core 2 Duo, il consumatore deve guardare al processor number, i processori Merom appartengono alle serie T7xxx e T5xxx, mentre i Conroe alle serie E6xxx ed E4xxx.

La nuova strategia di Intel

L'introduzione del Core 2 Duo ha segnato un punto di svolta nella politica di mercato di Intel. La sua adozione in ambito desktop, infatti è coincisa con la morte dell'architettura NetBurst che è alla base del Pentium 4 e dei Pentium D (Smithfield e Presler) e che si è rivelata efficace in un momento in cui aumentare la frequenza di clock non era un problema, ma straordinariamente inefficiente dal punto di vista del rapporto prestazioni/Watt. Prendendo come riferimento l'architettura NetBurst del Pentium 4 Northwood, Intel è arrivata con Conroe a quintuplicare l'efficienza, e quindi le prestazioni, a parità di Watt dissipati. È evidente inoltre, come fino a Smithfield che mantiene fondamentalmente la stessa architettura del Pentium 4, tale aumento sia stato molto marginale. Dato che ormai aumentare il clock è diventato quasi impossibile senza l'insorgere di numerose complicazioni legate alla dissipazione termica e all'efficienza dell'architettura, la parallelizzazione delle operazioni sembra la strada migliore per proseguire il processo di innovazione.

Core 2 Duo

Core 2 Duo è il nome commerciale di una serie di microprocessori x86 di ottava generazione sviluppati da Intel, presentati il 27 luglio 2006.
A differenza di quanto accaduto in passato, Intel ha deciso di raggruppare sotto il nome di Core 2 Duo diversi processori (i primi esponenti sono Merom e Conroe) destinati a diversi settori di mercato. Per la prima volta infatti sia il mercato dei sistemi portatili che dei sistemi desktop si basano su un unico processore.
Nella versione desktop, Core 2 Duo è il successore del Pentium D Presler, mentre nell'ambito mobile è il successore del Core Duo Yonah.
La nuova architettura, comune anche al fratello maggiore Core 2 Extreme, deriva in parte da quella del Pentium M e più specificatamente da quella del suo primo successore dual core, il Core Duo Yonah. Intel comunque ha dichiarato che le innovazioni apportate con Core 2 Duo sono diverse, di conseguenza l'azienda vuole proporla come un'architettura completamente nuova denominata Intel Core Microarchitecture (o P8), e viene identificata come successore della precedente architettura NetBurst (o P7).
L'introduzione del Core 2 Duo, inoltre, ha segnato nella gamma Intel l'abbandono del nome storico "Pentium" per la fascia alta del mercato, per la prima volta dal 1993, relegandolo alla fascia medio/bassa.